) [1 A; v! N9 @1 }$ j1 P3 \1 A" z
3 |  n$ U7 F" x2 T
3 m0 G) E/ x  B9 Q3 |- q' W  T+ Q很多STM32芯片里往往内置了专用的ADC通道，比方用来测量Vrefint,VBAT的分压或温度传感器的输出电压信号。不同系列所内置的模拟信号通道可能有差异。这里以STM32G4系列为例，它内置了对应于Vrefint,VBAT的三分之一分压和温度传感器的输出电压的专用模拟通道。

5 G4 w# A' N2 Q4 s; d  T
# `: `8 w6 g- f+ M

. |9 e% u4 u4 ^( \9 x. ~5 Q
下面的示例就是针对上述3个通道进行ADC，并测量相关电压和片内温度，最终得到3个结果，分别是VRefint电压，VBAT的电压，片内温度。
  h) ^9 t; V: q8 i3 p! h

9 G1 z: j- c' }
7 B$ y% e& P& [& K; t# J% m  B实现过程是这样的，大体分四步：【有点点麻雀虽小五脏俱全的味道图片】
0 [' ~) W* m7 ^0 [; J$ l
1、TIMER1 更新事件触发ADC的转换；
1 \- K" L  f, ]# l) I; a
( k7 c& X6 m$ M: X' u& F- l* \2、CPU基于EOC中断获取ADC结果；

3、对ADC结果进行换算，得到电压值和温度值存放在特定内存位置；

8 w8 o5 Z- r/ I5 r9 t2 }4、基于DMA传输通过UART将最终结果在串口终端显示；

其中，TIMER1的CH1输出PWM波形，其更新事件做ADC的转换启动信号。每次的TIMER更新事件触发ADC，3个通道扫描方式转换。这里的UART使用片内LPUART，使用它主要是考虑它跟板载虚拟串口直接相连，没有其它特别用意。

7 N& |" m+ Z/ T5 e7 @

! K7 q# z- e) m; u
  q- j3 k2 U; v- k我使用STM32G474Nucleo板来进行下面实验。其中VDD=3.3v,VBAT与VDD相连。另外，ADC模块的参考电压也是3.3v.

' o4 d+ r" s  Q3 D, \. ^3 Q4 a使用CubeMx图形化工具进行配置，先看TIMER配置：
7 H- N. R5 P! B) [8 O
6 j) ]( [4 I; T( s: N! P: ^

& {$ J# \- V0 X+ v再看看ADC的基本配置：

" T7 n2 E, o* f, Y9 G- G* E3 d/ a

6 t4 N3 `8 e6 C
LPUART的基本配置：

: i& p) H/ ]- ?  _/ k/ O3 \2 ]5 H3 r

5 E* o! p+ R$ J7 r" i8 G5 T" T- W
- E6 b6 T, w6 i: s. g1 O因为要使用ADC中断和UART的DMA传输，记得做ADC的中断响应使能配置和LPUART的DMA配置，这里只使用UART的TX DMA功能。

; h" f7 b" t8 {

. {8 b" y, n& P% `
# d! U5 W- _- e; B: A+ |. J使用CubeMx主要配置主要是上面这些。

在组织用户代码前，先简单介绍下片内温度传感器的内容。该温度传感器针对不同温度有不同电压输出，其输出电压跟温度呈线性关系。ST公司针对片内温度传感器在两个特定温度【30℃和110℃或30℃和130℃】、基于特定参考电压【3v或3.3v，不同系列以数据手册为准】生成了1组校准值并存放于片内特定FLASH位置。

# f3 @# q: W6 b$ b: x# u! `STM32G4系列的校准值是在参考电压为3v,30℃和110℃条件下的两个值，在数据手册里还给出了校准值的片内存放地址。

$ K- a7 `: A) x1 E& U

2 }, x- h* m3 t+ N& W' D
7 H" Q1 a" S0 K0 ]% C% _针对这个温度传感器的使用，ST公司在参考手册里还给出了计算公式。其实，有无这个公式无所谓，我们不难自行推理出来。【TS_DATA代表某时刻测得的传感器输出电压对应的转换值，TS_CAL1/TS_CAL2分别表示在30℃和110℃条件下基于传感器输出电压的转换值。】

0 c2 _( }! i- R
% S3 R7 h2 I' t1 _另外，前面提过，ST公司在手册里给出了温度传感器的两个温度下的校准值，但要注意生成校准值的ADC模块所用参考电压跟我们实际应用时AD模块所用的参考基准电压可能不一致。如果不一致，就必须将ADC值换算成同一基准参考电压条件下的数据。目前在ST手册里也特别强调这点了。我把上面一副图再贴一遍于此【见黄色语句提醒】。

$ w' [7 T3 Q% K: b2 T: h关于这点，我们也不难理解。同一待测信号、同一ADC模块在不同基准参考电压下转换值往往是不一样的。见下面示意图加以理解。

; r9 Y) _- |) G4 X. v! V- O$ q完成各项配置后，创建软件工程。添加必需的用户代码：
3 ~: \; S* z0 E4 W( r  s: l

1. #define TX_Timeout (9999)
   
2. 
   
3. #define TS_CAL1_ADDR  (0x1FFF75A8)  //用于计算温度传感器数据
   0 V1 P) j% v9 X' O; A
4. #define TS_CAL2_ADDR  (0x1FFF75CA) //用于计算温度传感器数据
   2 C* U! w; g; ^! Q
5. 
   
6. #define size1 (40)
   : _- x% Q6 c3 B, \) v
7. 
   
8. char WDVol[size1],BatVol[size1],InVol[size1];
   
9. 
   
10. uint16_t ts_c30,ts_c110;
    
11. 
    ( b7 J2 o: O+ L) ?* ^) K7 N/ G
12. uint16_t ADCResult[3],convCNT;
    
13. 
    ) Z3 K6 ^3 v; k) v- }
14. volatile  uint32_t Completed,EndofCon_Flag;
    
15. 
    
16. float    VBATVolt;//存放BBAT电压最终结果
    
17. float    VRefint;  //存放Vrefint电压最终结果
    
18. float    Temperature;//存放片内温度℃最终结果
    
19. 
    ' \7 P9 D- V2 Y2 r
20. int main(void)
    
21. {
    
22. /* USER CODE BEGIN 1 */
    & M: w" U. P+ L0 j
23. 
    
24. /* USER CODE END 1 */
    : [! G& M. o9 v& `: N/ L
25. 
    8 C$ D% E/ u2 ?- g1 n
26. /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
    : A: H3 z1 [; a. `: @+ M/ \
27. 
    5 e$ a& ]' o9 S% d
28. /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    
29.   HAL_Init();
    ) s* N% S' B9 F/ b, s
30. 
    2 j% q3 f# X* ?6 t  H
31. /* USER CODE BEGIN Init */
    & c" n+ h1 f$ U" a2 P  L
32. 
    
33. /* USER CODE END Init */
    ; d+ c* M0 @4 y. o/ A" ]
34. 
    
35. /* Configure the system clock */
    
36.   SystemClock_Config();
    
37. 
    / ^1 `2 p1 B- e% k
38. /* USER CODE BEGIN SysInit */
    
39. 
    
40. /* USER CODE END SysInit */
    ! t& o: y6 d0 \  T  a
41. 
    $ }1 ]: S; J5 A
42. /* Initialize all configured peripherals */
    
43.   MX_GPIO_Init();
    
44.   MX_DMA_Init();
    : g. y- _/ K3 w+ x8 J6 f3 q
45.   MX_ADC1_Init();
    
46.   MX_LPUART1_UART_Init();
    
47.   MX_TIM1_Init();
    
48. /* USER CODE BEGIN 2 */
    
49. 
    
50.    ts_c30 = *(uint16_t *)(TS_CAL1_ADDR); //读取30℃时的ADC校准值
    
51. 
    1 [* H/ K' V. S; a
52.    ts_c110 =  *(uint16_t *)(TS_CAL2_ADDR);//读取110℃时的ADC校准值
    ; F& N9 X0 U' y$ Q% d
53. 
    ; Q' I8 n# j* X! b, v( Y6 E5 ?
54.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1 , ADC_SINGLE_ENDED);//ADC校准
    
55. 
    - W; x7 R( Y5 q. K& z
56.   HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);//启动ADC并开启转换中断
    3 t4 |% s  Y" Y& u  Q
57. 
    ' x7 ^* _  t% f; b" f0 f& l
58.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,  TIM_CHANNEL_1);
    
59. 
    , S" m* ^5 k6 m: _
60. 
    4 e7 @  E) `( ~; {- M; _
61. /* USER CODE END 2 */
    
62. 
    2 _+ C, Z1 ?6 r0 a
63. /* Infinite loop */
    - ~" u6 y' t" J- L
64. /* USER CODE BEGIN WHILE */
    ) h) _9 b# \: L, T. B
65. while (1)
    
66.   {
    
67. /* USER CODE END WHILE */
    & ~2 Q7 d) ~0 K! u1 T- K
68. 
    1 F  F* R, v2 W
69. /* USER CODE BEGIN 3 */
    
70. 
    
71. if (EndofCon_Flag!=0)
    : r3 w  r5 y9 p
72.   {
    
73.     VBATVolt=(ADCResult[0]/4095.)* 3.3 * 3.;  
    " P( V# Y/ X5 o/ p! s9 Z
74. 
    7 C. R- `; ~5 C5 n6 U5 ]) i
75.     VRefint=(ADCResult[1]/4095.) * 3.3;  
    : X: s2 m' V( \4 v
76. 
    : Z( Y- K4 d/ l/ V3 Y
77.     Temperature = 30.+ (88.*(ADCResult[2]-((ts_c30/1.1))))/(ts_c110 - ts_c30);
    
78. 
    ' C; Q/ w# e$ S0 z
79.       EndofCon_Flag=0;
    ; h7 p9 S  H, l
80. 
    
81. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol), TX_Timeout);
    & R+ Q5 j8 a* b7 L: S6 C& R. @& y
82. 
    
83.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);  //for auxiliary test
    
84. 
    
85.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
    " s4 _0 K+ j) {2 P2 `
86. 
    8 ]" C+ D" E& p8 p# N1 q
87. while(Completed==0){}
    ! M" Y: X: ]. B0 {& I6 Y
88.       Completed =0;
    # s! m# {: k, f/ }" j  l
89. 
    9 G6 A1 d" [3 J+ [. B' }) l
90. 
    5 i' G1 G/ U, _" Z8 `+ v* y. G
91. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol), TX_Timeout);
    
92.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
    0 Y5 v3 r, p& S; o  H! S! G
93. 
    * X/ G) w+ {' C8 d" Q$ L  G: @8 d
94. while(Completed==0)  {}
    0 B) S" U! Y2 ^3 @
95.       Completed =0;
    , ^( B5 {* S4 i; x& d4 }  A: r" [
96. 
    
97. 
    , G/ t+ @$ a: b
98. //HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol), TX_Timeout);
    
99.       HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol));
    0 `+ s/ I7 I0 \7 p
100. 
     
101. while(Completed==0){}
     
102.       Completed =0;
     
103. 
     0 ~6 y+ Z6 ~; B$ @. m7 m0 E: r9 t
104.       HAL_GPIO_WritePin( GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);  //for auxiliary test
     ! G, J) W* R; T0 D+ D0 U- e
105. 
     : G9 a( p$ h$ E+ M1 G
106.    }   
     * @4 O0 L! x: ~5 P! {2 q9 R
107. 
     
108.   }
     - f9 r: z0 }2 S* r: M% o
109. /* USER CODE END 3 */
     
110. }
     * K. b0 F) m# F" G$ P4 G3 o
111. 
     * e# a* w% }" {& i
112. //ADC EOC 中断回调处理函数
     6 h+ f* v5 r: [
113. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
     
114. {
     
115. 
     
116.   ADCResult[convCNT]=HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取转换结果并存入数组
     - m" [$ E* z+ H) _* w: K
117. 
     
118.   convCNT++;
     " D& }2 m1 d4 B2 @# C
119. 
     2 d% X) I6 q2 {2 y$ v- }
120. if(convCNT==3)  
     ' }) {- Q' C2 i* K$ Z
121. 
     
122. {
     
123.     convCNT=0;
       T6 n7 s& Q' K
124. 
     
125.     EndofCon_Flag=0xff;
     
126. 
     $ u( J3 |2 b* C& v) k
127. sprintf(WDVol,"Internal PN Temperature: %5.3f  \r\n",Temperature);  
     
128. 
     
129. sprintf(InVol,"Internal Reference Volt: %5.3f  \r\n",VRefint);  
     
130. 
     
131. sprintf(BatVol,"Current Battery Volt:   %5.3f  \r\n\r\n",VBATVolt);
     
132. 
     
133. }
     4 l. p1 z# y# [. [1 X
134. 
     
135. }
     & C& Q$ q) x3 k+ ?5 D$ K, r
136. 
     # [. ]8 Q% {6 x5 P
137. //UART DMA 传输完成中断回调函数
     ; s  D. [: o4 R+ d- m
138. 
     . d: ]0 w! A+ j1 B* Y3 u
139. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
     ' n" W6 y$ d0 @& o2 R3 {/ i: {$ \9 [
140. {
     
141. 
     ( ]( U2 W( w; X" N: J
142.   Completed=0xff;
     6 J  ~  K: W/ a' v, c2 m
143. }

复制代码

基于上面的配置和测试代码，我们就可以看到最终的结果了。定时器周期性地触发ADC，每得到3个ADC结果就进行数据处理，然后通过UART以DMA方式传输到串口终端。注意VBat电压是测量结果再乘以3得到的。

& b* l# m2 h, |3 ~

# k( s9 b  l  t* ~5 _  |5 Z" A( z针对上面的应用演示，最后给几点相关应用提醒：

1、针对温度传感器做测量时，校准时使用的参考电压与实际应用不一致时要做换算，换算成相同参考电压的数据后再做计算。这点前面也提过了。

- N& x+ O9 O! q) d: ]2、使用TIMER的TRGO触发ADC,如果选择类似比较事件、更新事件来触发ADC时，此时ADC对触发极性的选择是无效的，或者说ADC的转换仅依赖于触发事件时间点。如果是选择TIMER的Ocref信号作为触发源，此时ADC的硬件触发的极性选择是有效的，可以是上沿或下沿触发，甚至是双沿触发。这时就得根据需要选择合适的触发沿。【可以进一步阅读本公众号文章《STM32定时器触发ADC的时序话题》】
4 q2 y, U; q, ]4 U! f4 P$ Q
$ O5 O- _  {/ r8 S  s0 G7 c8 q2 T) o3、这里使用UART的DMA传输依次显示三个结果于串口终端，三个启动UART DMA传输的函数须保留适当时间间隔，即等上次传输完成后再启动下一次传输，因为这里每次传输使用的是同一DMA通道。否则没法全部正常输出。比如若把上面3次UART DMA传输的代码改成下面这样子：

  v$ X: e0 G5 i" B3 ]6 W) m( Y

1. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)WDVol ,sizeof(WDVol));
   
2. 
   
3. HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)InVol ,sizeof(InVol));
   $ f! h+ N, g+ U9 \! e6 T( Q1 @# w" z
4. 
   & c* r# o7 ]( @+ I) p0 |
5.   HAL_UART_Transmit_DMA(&hlpuart1, (uint8_t *)BatVol ,sizeof(BatVol))

复制代码

0 n8 X3 p# |. I6 M' y这时输出结果会变成下面的情形，总是只能看到一个结果的输出，即第一次启动的DMA传输结果。

如果想省事点，直接在相邻2次DMA传输间加上合适延时也行。我这里根据DMA传输完成事件来决定执行下一次发送。在DMA传输完成中断里设置Completed变量为非0值表示当前一轮DMA传输完成。

; e; ?5 X, Z  N% s4、对于那些在中断和主程序里都会被访问的变量，记得将它们冠以volatile。

下图的三路波形是我调试时辅助使用的。
0 z' B' O2 K5 b9 N: s
第一路表示计数器的计数变化，显然是单向向上计数模式。

7 v0 a" }* G3 k7 a第二路是TIMER1通道1的PWM输出波形。
$ W% O. P* ^: T) C. N
. b$ Z- n2 ?5 q% t9 a第三路是我每次基于DMA实现UART发送时拉高拉低的波形。平常管脚电平为高，在实现DMA传输过程中拉低。
" w7 h$ R" S1 _$ h0 Y4 a
' C, a, w* ?$ y+ C# {7 `. d

3 q7 t& ^  Q" \8 A( Y! R3 {
+ N) m: s; G' U7 q+ ~% x8 @' L

如有侵权请联系删除
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6 r% E' t; d) e% ~8 r7 e; e1 p

9 @! T' W. R; p8 s6 X$ C4 ^
$ ]8 F  x9 J7 E0 K: W  G2 g: V8 ?$ C